I compositi termoplastici rinforzati con fibre continue (Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Composites, di seguito denominati CFRTP) sono un materiale composito ad alta resistenza, resistente agli urti e completamente riciclabile, formato utilizzando fibre continue come materiali di rinforzo e resina termoplastica come matrice e attraverso il corrispondente processo di infiltrazione.

        Secondo la definizione di CFRTP di cui sopra, ha tre componenti: la fibra di rinforzo, la matrice di resina e l'interfaccia tra i due. L'interfaccia è determinata dal processo di formatura del prodotto, diversi processi di formatura causeranno all'interfaccia diverse morfologie; La fibra di rinforzo come componente principale del cuscinetto, nello stesso processo determina direttamente le proprietà meccaniche del nastro unidirezionale; La matrice di resina termoplastica è solida a temperatura ambiente e il suo peso molecolare e la temperatura di lavorazione determinano direttamente il grado di difficoltà del processo di stampaggio e la qualità apparente del nastro unidirezionale. Le tabelle 1 e 2 mostrano rispettivamente i tipi e le proprietà delle fibre parzialmente rinforzate e della matrice resinosa.

Tabella 1: Fibre di rinforzo e proprietà per CFRTP

Tabella 2: Matrice di resina e proprietà delle resine per CFRTP

        Il mercato globale delle cinture unidirezionali termoplastiche è costituito da vari tipi di rinforzo come fibra di carbonio, fibra di vetro, ecc. Le proprietà meccaniche della fibra di carbonio sono le più eccellenti, tuttavia, l’applicazione è limitata per il prezzo elevato delle materie prime in fibra di carbonio in molti settori. La fibra di vetro è sempre stata la fibra di rinforzo più utilizzata per i nastri termoplastici monodirezionali. Ed è la fibra a più rapida crescita, il grafico sottostante mostra il valore di mercato (milioni di USD) e il tasso di crescita della fibra di vetro, fibra di carbonio e altri nastri unidirezionali in fibra dal 2013 al 2018. Il tasso di crescita annuo composto dovrebbe rimanere stabile o diminuire nei prossimi cinque anni, ma il valore complessivo continuerà a crescere.

Figura 2 Valore delle fibre rinforzate e tasso di crescita annuale del composto dal 2013 al 2018

        Matrice di resina: nel mercato globale dei nastri unidirezionali termoplastici unidirezionali, i polimeri più comunemente usati sono PP PA PPS PEEK e così via. La resina PP è la plastica più usata nella plastica per uso generale, ed è anche la resina più usata nella matrice resinosa delle cinghie unidirezionali. Il PEEK, con la sua eccellente resistenza alla temperatura e all'attrito, è ideale per i substrati a nastro unidirezionale nel settore delle alte temperature, dove detiene la maggiore quota di valore nel segmento dei substrati a nastro unidirezionale per il prezzo elevato delle materie prime. Il grafico seguente mostra il valore di mercato del nastro unidirezionale per PP, PA, PPS, PEEK e altre resine (milioni di USD) e del CAGR dal 2013 al 2018. Il tasso di crescita annuo composto dovrebbe rimanere stabile o diminuire nei prossimi cinque anni, ma il valore complessivo continuerà a crescere.